本文内容目录：
（一）Willis环
（二）软脑膜吻合血管
（三）新生血管
（四）脊髓前动脉
（五）其他
（一）Willis环
Willis环，又称为大脑动脉环，是指颈内动脉和基底动脉远端及其分支在大脑底部经前、后交通动脉连接而形成的多角形动脉环，其组成包括：双侧颈内动脉远端、大脑前动脉A1段、前交通动脉、双侧后交通动脉、双侧大脑后动脉P1段和基底动脉末端【4】。Willis环是由英国医生Thomas Willis发现并命名，是颅内重要的侧支循环途径，起到迅速沟通前、后循环和双侧大脑半球供血的重要作用。
Willis环解剖结构变异较大（图1），因研究方法和对象的差异，各文献报道结果不一。一项纳入1000例标本的尸体解剖研究结果发现，只有45.2%具有典型的完整Willis环结构；一侧大脑前动脉A1缺如占0.4%，发育不良占1.7%；前交通动脉缺如占1.8%；后交通动脉缺如占1%，发育不良占13.2%；大脑后动脉P1段发育不良占10.6%。国内研究表明，34.6%-44.3%的正常人具有典型的完整Willis环结构。
颈动脉或椎基底动脉急性闭塞时，Willis环是快速发挥血流代偿的主要侧支循环途径（图2-5）；但当Willis环结构有缺陷时，其代偿能力受限，甚至不能发挥代偿作用。
图1 Willis环构型及变异（TOF-MRA三维重建图像）
图A：完整Willis环；图B：双侧后交通动脉缺如；图C：双侧后交通动脉缺如，右侧大脑前动脉A1段发育不良；图D：双侧后交通动脉发达，左侧大脑前动脉A1段和右侧大脑后动脉P1段发育不良；图E;右侧后交通动脉纤细，左侧大脑前动脉A1段发育不良；图F：左侧后交通动脉缺如，右侧大脑后动脉P1段发育不良；图G：双侧胚胎型后交通动脉，双侧大脑后动脉P1段未发育；图H：双侧后交通动脉缺如，右侧大脑前动脉A1段发育不良，双侧大脑前动脉A2段共干；图I：右侧大脑前动脉A1段未发育，大脑前动脉独干。
图2 颈内动脉闭塞时侧支循环（经前交通动脉）
此患者右侧颈内动脉闭塞，左侧颈总动脉DSA（颅内后前位）示：左侧大脑前动脉经前交通动脉代偿右侧前循环血流，代偿良好。
图3 颈内动脉闭塞时侧支循环（经后交通动脉）
右侧颈总动脉DSA（颈部侧位，图A）示：右侧颈内动脉起始部闭塞；左侧椎动脉DSA（颅内后前位[图B]和侧位[图C]）示：右侧大脑后动脉经后交通动脉（黑弯箭）代偿右侧大脑中动脉血流。
图4 MRA评估颈动脉闭塞时Willis环
图A：颅脑TOF-MRA显示左侧颈内动脉闭塞，除右侧后交通动脉未显影外，Willis环其他部分显影良好，后循环和右侧前循环经Willis环代偿左侧前循环血流，代偿尚可，但左侧大脑中动脉M3段和M4段分支显影少于对侧。图B：颅脑TOF-MRA显示左侧颈内动脉闭塞，左侧后交通动脉纤细（白箭），左侧大脑前动脉A1段发育不良（白弯箭），Willis环对左侧大脑中动脉供血代偿不良，左侧大脑中动脉仅部分主干显影。
图5 双侧椎动脉闭塞时侧支循环（经后交通动脉）
此患者双侧椎动脉闭塞，右侧颈总动脉DSA（颅内侧位[图A]和后前位[图B]）示：右侧颈内动脉经后交通动脉（空白箭）代偿后循环血流，造影剂逆流入基底动脉中远段（空白弯箭），大脑后动脉（白箭）和小脑上动脉（黑箭）亦见显影。
（二）软脑膜吻合血管
软脑膜吻合血管（leptomeningeal anastomoses, LMA）位于大脑和小脑表面，链接颅内各主要脑动脉的远端分支（图6, 7），管径在50-400微米之间。Willis环远侧的脑动脉严重狭窄或闭塞时，LMA是最重要的血流代偿途径（图8, 9）；例如当大脑中动脉主干闭塞时，大脑前动脉经LMA代偿大脑中动脉前部和上部分支的血流，而大脑后动脉经LMA代偿大脑中动脉后部和下部分支的血流。常被忽视的是，小脑表面分支动脉间存在极为丰富的LMA，这些LMA沟通了小脑的各主要供血动脉（图10），具有极强的代偿能力，但仅有少数文献进行了报道。
图6 大脑半球表面软脑膜吻合血管示意图
图7 小脑表面软脑吻合血管示意图
图8 大脑中动脉闭塞时软脑膜侧支循环
右侧颈总动脉DSA（颅内后前位，图A）示：右侧大脑中动脉主干闭塞。左侧颈内动脉DSA（颅内后前位和侧位，图]）示：右侧大脑前动脉经软脑膜侧支循环代偿右侧大脑中动脉供血区的前部和中部血流。左侧椎动脉DSA（颅内后前位和侧位，图C）示：右侧大脑后动脉经软脑膜侧支循环代偿右侧大脑中动脉供血区的下部和后部血流。
图9 大脑前动脉闭塞时软脑膜侧支循环
左侧颈总动脉DSA（颅内后前位）动脉中期（图A）示：左侧大脑前动脉闭塞；动脉晚期（图B）示：左侧大脑中动脉经软脑膜侧支循环代偿左侧大脑前动脉区血流。左侧椎动脉DSA（颅内侧位，图C）示：左侧大脑后动脉经软脑膜侧支循环少量代偿左侧大脑前动脉供血区后部血流。
图10 双侧椎动脉颅内段闭塞时软脑膜侧支循环
右侧椎动脉DSA（颅内后前位，图A）示：右侧椎动脉颅内段闭塞。左侧椎动脉DSA（颅内后前位[图B]和侧位[图C]）示：左侧椎动脉颅内段发出小脑后下动脉以远闭塞，左侧小脑后下动脉经丰富的软脑膜侧支循环代偿小脑供血，并见侧支循环血流经小脑上动脉和小脑前下动脉进入基底动脉。
（三）新生血管
当颅内主要动脉严重狭窄或闭塞时，在局部理化因素（如血管内皮生长因子等）的诱导和促进之下，在狭窄或闭塞临近部位出现新生血管，作为一种侧支循环形式发挥血流代偿作用（图11, 12）。这些新生血管主要出现在脑底部，其产生有两种机制：动脉生长和血管发生。动脉生长指血管平滑肌细胞增殖使原有侧支小血管内腔增大，提升血流通过能力；血管发生指核心部位的毛细血管增殖、迁移和最终形成管腔。
图11 新生血管
右侧颈总动脉DSA（颅内右前斜位，图A）示：右侧大脑前动脉A3段局部少许新生血管（空白箭）。左侧颈总动脉DSA（颅内后前位，图B）示：左侧颈内动脉末端闭塞，局部显著新生血管网形成（空白弯箭）。
图12 新生血管的MRI评估
TOF-MRA可见左侧大脑中动脉近端闭塞，局部显著新生血管网形成（空白箭），高分辨TOF-MRA（分辨率0.4mm，图B）显示新生血管较常规TOF-MRA（分辨率0.6mm，图A）更为清晰；新生血管在管壁高分辨MRI上表现为多发小血管留空影（空白箭）。
（四）脊髓前动脉
颈部脊髓由主要由颅内椎动脉发出的脊髓前动脉和后动脉供血，并在脊髓表面形成丰富的吻合血管网；颅外椎动脉分支亦少量参与颈部脊髓供血。当双侧椎动脉严重闭塞性病变时，在其他侧支循环代偿不良的情况下，脊髓前动脉血流方向发生逆转，代偿椎动脉血流（图13, 14），并且出现此代偿途径预示不良临床结局。
图13 脊髓前动脉侧支循环通路（DSA）
该患者DSA显示左侧椎动脉起始部闭塞（此处未给出图像）。右侧椎动脉DSA（颅内后前位，图A；侧位，图B）示：右侧椎动脉局部重度狭窄，脊髓前动脉（空白箭）逆向血流代偿左侧椎动脉远端血流。
图14 脊髓前动脉侧支循环通路（MRI）
颈部增强MRA示：双侧椎动脉颅内段闭塞，可见显著增粗的脊髓前动脉（白箭）连接右侧椎动脉末端；颅脑TOF-MRA（冠状位MIP）示：增粗的脊髓前动脉（白箭）连接右侧椎动脉末端；增强TI-SPACE观察到位于颈髓表面的增粗脊髓前动脉流空影（白箭）。
（五）其他
除上述途径外，还存在其他形式的颅内动脉间侧支循环途径（图15-17），如脉络膜前-后动脉间，以及穿支动脉之间的侧支循环通路。这些侧支循环途径较少出现，常被忽视。
图15 脉络膜动脉侧支循环通路
颈总动脉DSA（颅内侧位，图A）示：颈内动脉床突上段闭塞；椎动脉DSA（颅内侧位，图B）示：脉络膜后动脉经脉络丛吻合（空白弯箭）逆流入脉络膜前动脉（空白箭），最终代偿同侧大脑中动脉（白箭）血流。
图16 穿支动脉间侧支循环
右侧颈总动脉DSA（颅内后前位）动脉早期（图A）、中期（图B）、中晚期（图C）和晚期（图D）显示：右侧大脑中动脉M1段弥漫重度狭窄，狭窄远侧血流缓慢；外侧豆纹动脉显影增粗（虚线方框），与深部脑白质内的长髓质穿支动脉间形成吻合，可见长髓质穿支动脉显影（虚线椭圆形框），长髓质穿支动脉在正常情况下是不显影的。
图17 脑膜垂体干侧支循环通路
此患者双椎动脉闭塞，颈内动脉DSA（颅内侧位）示：脑膜垂体干增粗（黑箭），代偿部分小脑供血动脉血流（空黑箭）。
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